一种基于MEMS的光开关制造技术

本发明专利技术涉及光纤通讯技术领域，具体涉及一种基于MEMS的光开关。所述光开关包括设有多个光路的输入输出系统、第一透镜，以及MEMS转镜，所述第一透镜设于输入输出系统和MEMS转镜之间，还包括反射镜，所述输入输出系统中输入的光线经第一透镜进入其镜面发生角度偏转的MEMS转镜反射至反射镜，再由反射镜反射至MEMS转镜，经MEMS转镜的镜面再次反射进入输入输出系统后输出。本发明专利技术通过设置反射镜，使光线两次经过MEMS转镜获取更大的转角调节范围，从而降低MEMS转镜角度偏转的要求，从而降低MEMS转镜的驱动电压，降低生产成本，且同样的驱动电压下可以得到更大的光线转角范围，实现更多通道数量的光路切换。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS的光开关
本专利技术涉及光纤通讯
，具体涉及一种基于MEMS的光开关。
技术介绍
光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作。光开关在光纤通讯网络中起到十分重要的作用，它不仅构成了波分复用网络中关键设备的交换核心，本身也是光网络中的关键器件。MEMS(英文全称为Micro-Electro-MechanicalSystem)为微机电系统，尺寸在几毫米乃至更小，是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的智能微型器件。其中，基于MEMS的光开关因体积小、切换速度快，已经逐渐成为主要发展趋势。在基于MEMS的光开关中，其驱动电压太大，对电路设计要求越高，会增加电路成本，另外转角要求大，导致MEMS转镜的制造成本也非常高昂。现有的，在光路切换过程中，对光开关的MEMS转镜转角角度要求大，相对的MEMS转镜的驱动电压大，导致光开关的成本高昂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于MEMS的光开关，克服现有的光开关中MEMS转镜转角角度要求大，相对的MEMS转镜的驱动电压大，导致光开关的成本高昂的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于MEMS的光开关，包括设有多个光路的输入输出系统、第一透镜，以及MEMS转镜，所述第一透镜设于输入输出系统和MEMS转镜之间，所述光开关还包括反射镜，所述输入输出系统中输入的光线经第一透镜进入其镜面发生角度偏转的MEMS转镜反射至反射镜，再由反射镜反射至MEMS转镜，经MEMS转镜的镜面再次反射进入输入输出系统后输出。本专利技术的更进一步优选方案是：所述MEMS转镜的镜面与第一透镜的轴线呈锐角。本专利技术的更进一步优选方案是：所述反射镜的镜面上设有高反膜。本专利技术的更进一步优选方案是：所述MEMS转镜包括单轴MEMS转镜与双轴MEMS转镜。本专利技术的更进一步优选方案是：所述光开关还包括设于反射镜上背离其镜面设置的第二透镜和用于探测输入光线光功率的光探测器。本专利技术的更进一步优选方案是：所述第一透镜和第二透镜均为自聚焦透镜、球透镜、非球面透镜中的一种。本专利技术的更进一步优选方案是：所述MEMS转镜的镜面发生角度偏转的驱动方式为静电驱动、电磁驱动和压电驱动中的一种。本专利技术的更进一步优选方案是：所述输入输出系统包括一输入光路及至少两个输出光路。本专利技术的更进一步优选方案是：所述输入输出系统包括一中空结构，以及安装于中空结构中用于输入输出光线的至少三根光纤。本专利技术的更进一步优选方案是：所述中空结构包括毛细管。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，通过设置反射镜，输入输出系统中输入的光线经第一透镜进入其镜面发生角度偏转的MEMS转镜反射至反射镜，再由反射镜反射至MEMS转镜，经MEMS转镜的镜面再次反射进入输入输出系统后输出，反射镜的设置使光线两次经过MEMS转镜获取更大的转角调节范围，从而降低MEMS转镜角度偏转的要求，从而降低MEMS转镜的驱动电压，降低生产成本，且同样的驱动电压下可以得到更大的光线转角范围，实现更多通道数量的光路切换。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的基于MEMS的光开关的结构示意图；图2是本专利技术的另一光线传播状态的基于MEMS的光开关的结构示意图；图3是本专利技术的MEMS转镜的简要结构示意图；图4是未设置反射镜的光线覆盖半径状态示意图；图5是设置反射镜的光线覆盖半径状态示意图；图6是本专利技术的基于MEMS的光开关(包括第二透镜和光探测器)的结构示意图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。如图1至图6所示，本专利技术提供一种基于MEMS的光开关的优选实施例。所述基于MEMS的光开关包括设有多个光路的输入输出系统、第一透镜5，以及MEMS转镜6，所述第一透镜5设于输入输出系统和MEMS转镜6之间。所述光开关还包括反射镜7，所述输入输出系统中输入的光线经第一透镜5进入其镜面61发生角度偏转的MEMS转镜6反射至反射镜7，再由反射镜7反射至MEMS转镜6，经MEMS转镜6的镜面61反射进入输入输出系统后输出。通过设置反射镜7，由输入输出系统输入的光线实现两次经MEMS转镜6的镜面61的反射，光线的偏转角度被放大两次，在相同的驱动电压下，使光线获取更大的转角调节范围，从而降低MEMS转镜6角度偏转的要求，从而降低MEMS转镜6的驱动电压，降低生产成本，且同样的驱动电压下可以得到更大的光线转角范围，实现更多通道数量的光路切换。本实施例中，所述MEMS转镜6的镜面61与第一透镜5的轴线呈锐角。优选地，所述MEMS转镜6的镜面61与第一透镜5的轴线呈5°～85°夹角。以及，本实施例中的反射镜7的位置及其镜面的方向可根据预设MEMS转镜6的镜面61偏转角度和所需要输出的光路进行调整，确保将MEMS转镜6反射的光线再次反射回MEMS转镜6的镜面61，再由MEMS转镜6的镜面61反射至所需要输出的光路输出。进一步地，所述反射镜7的镜面上设有高反膜。高反膜是把入射光能量大部分或几乎全部反射回去的光学元件。高反膜的设置，提高光线的反射率，减少能量的损耗。当然，在其他实施例中，也可将高反膜和反射镜7分开设置。本实施例中，所述输入输出系统包括一输入光路及至少两个输出光路。光线经由输入光路输入光开关，经第一透镜5进入MEMS转镜6，MEMS转镜6的镜面61在预设电压驱动下发生角度偏转，光线经MEMS转镜6的镜面61反射至反射镜7，再由反射镜7反射至MEMS转镜6，经MEMS转镜6的镜面61再次反射进入对应的输出光路后输出，实现光路的切换。具体地，所述输入输出系统包括一中空结构，以及安装于中空结构中用于输入输出光线的至少三根光纤。其中，所述中空结构包括毛细管4。参考图1及图2，以下以输入输出系统包括毛细管4，以及安装于毛细管4中的第一光纤1、第二光纤2和第三光纤3为例做说明。所述第一光纤1、第二光纤2和第三光纤3安装于毛细管4中，形成三纤光纤头。参考图1，光线由第一光纤1入射，经第一透镜5进入以预设的第一电压驱动的MEMS转镜6，经MEMS转镜6的镜面61反射至反射镜7，再由反射镜7反射回MEMS转镜6，再经MEMS转镜6的镜面61反射进入第二光纤2输出；或者，参考图2，在预设的第二电压的驱动下，MEMS转镜6的镜面61发生另一角度的偏转，光线经MEMS转镜6的镜面61再次反射后进入第三光纤3输出。本实施例中，所述MEMS转镜6包括单轴MEMS转镜与双轴MEMS转镜。其中，单轴MEMS转镜实现光线经其镜面反射后在一坐标轴上的角度偏转，实现光线在两输出光路的输出切换；双轴MEMS转镜可以实现光线经其镜面发射后在X轴和Y轴上的角度偏转。增加了反射镜7，在同等驱动电压下，光线经单轴MEMS转镜或双轴MEMS转镜的镜面两次反射，可获得更大的角度调节范围，实现多通道数量的光路切换。具体地，参考图3，光线在双轴MEMS转镜上可实现光线经其镜面发射后在X轴和Y轴上的角度偏转。参考图4和图5，在不设置反射镜7的情况下，光线经MEMS转镜6的镜面61反射进入输入输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS的光开关，包括设有多个光路的输入输出系统、第一透镜，以及MEMS转镜，所述第一透镜设于输入输出系统和MEMS转镜之间，其特征在于：所述光开关还包括反射镜，所述输入输出系统中输入的光线经第一透镜进入其镜面发生角度偏转的MEMS转镜反射至反射镜，再由反射镜反射至MEMS转镜，经MEMS转镜的镜面再次反射进入输入输出系统后输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS的光开关，包括设有多个光路的输入输出系统、第一透镜，以及MEMS转镜，所述第一透镜设于输入输出系统和MEMS转镜之间，其特征在于：所述光开关还包括反射镜，所述输入输出系统中输入的光线经第一透镜进入其镜面发生角度偏转的MEMS转镜反射至反射镜，再由反射镜反射至MEMS转镜，经MEMS转镜的镜面再次反射进入输入输出系统后输出。2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于：所述MEMS转镜的镜面与第一透镜的轴线呈锐角。3.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于：所述反射镜的镜面上设有高反膜。4.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于：所述MEMS转镜包括单轴MEMS转镜与双轴MEMS转镜。5.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莲，绪海波，
申请(专利权)人：昂纳信息技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44